基于模糊熵的碳纤维复合芯导线缺陷X射线图像增强研究

碳纤维复合芯导线作为一种先进的输电线材,在承载高负载输电方面发挥着重要作用。然而其不耐弯折等原因,导致正在工作中的导线断线等危害线路安全的情况发生。本文提出针对碳纤维复合芯导线缺陷X射线图像的一种提高对比度的方法,使缺陷部位X射线图像增强。该方法先利用引导滤波对图像进行预处理,然后对图像进行平滑处理,计算出图像的模糊熵,利用局部直方图均衡化重新分配图像像素的灰度级,增强该区域的对比度,最后将计算后的模糊熵映射到[0, 1]的区间内,得到最终图像。通过与传统直方图均衡化、灰度变换和对比度限制自适应直方图均衡化(CLAHE)处理算法对比,证明本文算法具有更好的增强效果。

基于光纤传感技术的多股碳纤维复合芯导线隐蔽性缺陷检测

为解决大容量、大跨越输电用碳纤维导线由于隐蔽性缺陷无法检出而导致频繁断线的问题,提出了一种基于光纤传感技术的多股碳纤维复合芯导线隐蔽性缺陷检测方法。该方法通过搭建导线运行环境并模拟导线运行工况,采用基于分布式光纤布里渊散射的时域反射技术,检测碳纤维导线的温度和应变分布情况,并结合光时域反射技术,检测碳纤维导线中光纤的损耗情况。经过综合对比分析,获取可表征多股碳纤维缺陷隐蔽性缺陷的光纤温度、应变、损耗等信号特征量,并构建神经网络模型,将各信号特征量作为模型输入,通过模型训练确定模型内各权系数,使其能够有效地检测多股碳纤维复合芯导线隐蔽性缺陷。实验结果表明,该方法可有效获取各类光纤信号特征量,并且能够准确地检测各类导线隐蔽性缺陷,具有重要的实际应用价值。

碳纤维复合芯导线缺陷检测技术现状及进展

碳纤维复合芯导线有着低密度、高强度、高弹性模量、低线损等诸多优点,可以大幅度提升线路的运输容量,但是因为不耐弯折与其他人为因素使得其内部存在各种缺陷,最终导致断线事故的发生,严重危害线路的运行安全。分析了碳纤维复合导线的应用现状,总结了几种碳纤维复合芯导线的常用无损检测技术,针对各种技术的原理和特点进行了分析,简要叙述了相关技术的优点与不足。最后指出碳纤维复合芯导线的无损检测技术依然需要大量的研究工作。

碳纤维复合芯导线应用于特高压大跨越线路的脱冰工况仿真

当远距离输电工程横穿长江黄河时,需在该区域架设特高压大跨越架空输电线路。由于档距较长、不平衡张力较大等原因,该线路在发生脱冰跳跃时存在更大的安全隐患,而应用轻质、强度高的碳纤维复合芯导线有望降低其运行风险。该文利用清华大学自主研发的三自由度非线性仿真平台,基于导线的脱冰工况,对1000k V特高压大跨越应用同型号的碳纤维复合芯导线与钢芯铝合金导线两种情形进行仿真计算。结果表明:应用碳纤维导线可以降低特高压大跨越线路的弧垂,将不平衡张力降为原来的50%左右,降低绝缘子受力,虽然相间距离有所减小,但通过安装合适的抑制措施可以使其满足7 m的安全要求。因此,在特高压大跨越线路中应用碳纤维复合芯导线可以提升线路发生脱冰跳跃时的力学安全性。

碳纤维复合芯导线耐张线夹发热原因分析

碳纤维复合芯导线耐张线夹在线路运行中有发热现象,具体发热部位为耐张线夹引流板,其中4颗不锈钢螺栓温度最高,部分达到400℃左右。为防止因发热而产生线路故障,已对问题线路做了应急处理。为分析耐张线夹引流板发热原因,同时为消除后续耐张线夹发热引发线路故障提供理论支撑,现对发热耐张线夹做相应的试验分析。

光纤多股集束型碳纤维复合芯导线耐张线夹的研制

针对光纤多股集束型碳纤维复合芯导线的结构特点,采用液压式压接方法开发了配套金具耐张线夹,研究了影响耐张线夹握力和光纤光传输性能的因素。在结构设计上,该耐张线夹的钢锚有光纤通道,芯棒衬管采用多孔结构设计,具有受力均匀,握力大、兼顾光纤保护的突出优势。试验表明压接长度、液压压力、结构尺寸和搭接长度对耐张金具的握力和光纤光传输性能有重要影响,通过优化结构和压接参数,该配套金具可以与导线有效连接,具有较高的握力,且保证芯棒内植光纤的光传输性,这对于光纤多股集束型碳纤维复合芯导线的推广应用具有重要的意义。

碳纤维复合芯导线耐张线夹断裂分析

对某220 k V输电线路碳纤维复合芯导线的失效耐张线夹进行结构检测,发现铝管压接标示线定位错误造成压接后局部应力集中,线夹装配不符合规范要求。通过开展耐张线夹楔型夹握力、铝管握力和引流板温升试验,分析了线夹装配、温升对其握力的影响,指出引流板装配不良在大电流下发热使得楔型夹握力下降,铝管升温、承载并断裂致使碳纤维复合芯棒从楔型夹中脱落。提出碳纤维复合芯导线耐张线夹安装和安全运行的技术要求。

考虑股线接触与摩擦行为的710 mm^2碳纤维复合芯导线(ACCC)股线损伤分析

利用扫描电镜观察710 mm^2碳纤维复合芯导线(ACCC)过滑车试验后股线的磨损形貌,分析滑车底径对股线损伤的影响及股线损伤机制.同时,考虑股线间的接触与摩擦行为,建立导线全尺寸模型进行导线过滑车非线性动力学有限元分析.试验结果表明:导线过滑车后股线出现塑性变形与磨损,在股线表面初始磨损处以黏着磨损的形式扩展,且股线损伤随滑车底径的增大有所改善;数值分析表明:股线等效塑性应变与摩擦能量损耗开始于导线过滑车时的弯曲过程,且随滑车底径增大而减小,股线损伤的模拟结果与试验情况吻合.在此基础上,研究股线间摩擦系数对股线损伤影响,得到股线损伤随摩擦系数的减小而减小.研究初步认为滑车底径为30倍导线直径时股线损伤在可接受范围内.

碳纤维复合芯导线与钢芯铝绞线的起晕特性对比试验

为研究碳纤维复合芯导线(ACCC)的起晕特性,基于小电晕笼电晕测量系统进行了ACCC-600/71单根导线和LGJ-630/45钢芯铝绞线单根导线起始电晕特性的对比试验。试验结果表明:在干净及人工涂污下,ACCC-600/71导线的起晕电压均要高出LGJ-630/45导线起晕电压,说明ACCC-600/71导线确实能够降低线路损耗,在节能、环保方面具有良好运行性能;表面污秽会降低导线表面粗糙度系数,从而大幅度降低起晕电压,且污秽物颗粒度越大影响程度越高。

碳纤维复合芯导线损伤检测

针对碳纤维复合芯导线抗剪切强度低、易劈裂,其损伤无法用肉眼识别,易造成断线事故的问题,探讨利用超声波和红外线对碳纤维复合芯棒损伤进行检测的可行性,实际测试结果证明,利用超声检测短距离碳纤维复合芯棒的缺陷是可行的。

碳纤维复合芯导线股线应力有限元分析

考虑碳纤维复合芯导线的结构、材料特性,针对JRLX/T-315/40碳纤维导线进行了静力线形分析,并利用SOLIDWORKS软件建立导线实体模型,模拟分析了导线在实际运行过程中受到拉力、剪力和弯矩以及线夹的挤压力时外层股线与线夹接触部位的应力分布情况。结果表明,导线夹持区的应力集中部位主要在U型螺栓出口处和悬垂线夹出口处;在线夹出口处,T_0=0.15Tp时导线与悬垂线夹接触位置的外层中间一根股线的应力损伤最严重;在弯矩和拉力共同的作用下,碳纤维复合芯棒承担导线63%左右的应力,是碳纤维导线的主要承力部件。

碳纤维复合芯导线的特性及应用

阐述了碳纤维复合芯(ACCC)导线的结构和材料特点,比较了直径相近的ACCC导线与传统钢芯铝绞(ACSR)导线的主要材料性能,绘制了两种导线的应力弧垂曲线,将两类导线在最高气温下的弧垂和应力进行了对比。结果表明,ACCC导线的截面积、最高工作温度、载流量均高于ACSR导线,而弧垂明显小于ACSR导线,在实际工程中ACCC导线弧垂小的优势可明显降低铁塔的高度,进而可减少线路的造价。

基于流固耦合的碳纤维复合芯导线微风振动特性数值分析

对发生微风振动的新型碳纤维复合芯导线和与其截面积相近的传统钢芯铝绞线的动态特性进行了对比研究。基于计算流体动力学(CFD)方法,利用Adina软件分别建立了两种导线微风振动流固耦合CFD仿真模型。获得不同截面导线竖向振幅比随约化速度变化曲线,对比其升阻力特性。通过对流场中做强迫振动的导线进行数值模拟,利用导线气动力载荷响应求得导线风能输入功率,从风能输入角度分析不同截面形状导线微风振动特性的差异。研究所得两种不同截面形状导线气动力特性的差异,可为新型导线在工程领域的应用提供参考。

考虑流固耦合效应的碳纤维复合芯导线风振响应分析

采用流固耦合理论计算输电导线的风振响应,既考虑风作用在导线上的荷载,也考虑导线形变引起表面风压改变及其对流场的影响.通过建立传统钢芯铝绞导线(ACSR)和碳纤维复合芯导线(ACCC)数值风洞模型,将两种导线在考虑流固耦合作用下的风振响应进行了对比分析.研究表明,相同档距和截面面积基本相同的情况下,碳纤维复合芯导线风振响应小于传统钢芯铝绞导线,并且相对不容易出现尾流失稳的现象.研究成果可为新型ACCC输电线路抗风设计提供有价值的参考,考虑流固耦合效应更接近导线在风场中运动的实际情况.

碳纤维复合芯导线温度—弧垂特性有限元分析

针对碳纤维复合芯导线高温低弧垂的特点,采用ANSYS有限元分析软件分析碳纤维复合芯导线在0~160℃的弧垂变化规律,并验证了有限元软件模型和加载方法的合理性。通过分析碳纤维复合芯导线在温度荷载作用下的弛度特性,表明芯棒截面积相同时结构重量小的导线弧垂变化量大;芯棒截面积不同时,截面较大的导线弧垂变化量较小。

碳纤维复合芯导线全寿命周期年费用法的选型研究

碳纤维复合芯导线具有重量轻、载流量大、弧垂小、节约杆塔费用以及减小占地面积等一系列优点,但基于碳纤维复合芯导线输电线路全寿命周期成本计算的模型尚未形成,本文以实际工程为例,运用计算模型对不同选型方法的碳纤维复合芯导线全寿命周期年费用进行计算,并与对应规格的钢芯铝绞线进行比较分析,得出有利于充分发挥碳纤维复合芯导线优势的导线选型方法,为工程设计和决策提供实用和可靠的方法和依据。

ACCC碳纤维复合芯导线技术在我国的应用前景分析

碳纤维复合芯导线(ACCC)是一种新型的架空输电线路用导线,具有重量轻、强度高、热稳定性好、弛度小、载流量大和耐腐蚀的特点。满足国内建设资源节约型、环境友好型电网的要求,在我国输电线路中具有良好的应用前景。

碳纤维复合芯导线在架空线路上的应用

碳纤维复合芯导线(ACCC)是一种全新概念的架空线路用导线,具有重量轻、强度高、热稳定性好、弛度小、载流量大和耐腐蚀的特点。通过对其与普通钢芯铝绞线(ACSR)的性能比较,及其在南通电网上首次应用的介绍,研究了ACCC的施工、运行情况,以及在应用中存在的问题。

碳纤维复合芯导线在内蒙古电网的适用性分析

碳纤维复合芯导线具备优越的节能增容效果,环境适用能力强。与相同规格的钢芯铝绞线等常规导线相比,具有质量轻、抗拉强度高、耐高温、弧垂小、线膨胀系数低的特点,与常规导线具有相同截面积情况下其导体截面大,抗腐蚀性能强,若用于各类输变电增容及改造工程中,可对现有杆塔及输电走廊等设施进行充分利用,在大幅度提高传输容量的同时有效减少输电走廊的土地使用面积,优化土地资源利用,从而降低电网整体投资,缩减改扩建周期,减少停电损失。针对目前内蒙古电力(集团)有限责任公司在电网建设方面存在的问题,结合其他网省公司输电线路新建、改造工程中碳纤维复合芯导线应用经验,建议将碳纤维复合芯导线用于内蒙古电网输电线路增容、扩建、改建工程,符合新形势下电网建设可靠、安全、节约的理念。

绞合型碳纤维复合芯导线的弧垂特性分析计算

绞合碳纤维芯复合导线(ACMCC)作为第二代碳纤维复合芯架空导线,具有更好的柔软性、抗疲劳性、绞线结构的稳定性、更好的抗压性和比棒式碳纤维芯直径大等特点。文章通过分析绞合碳纤维复合芯导线的特性,提出了导线“拐点温度”及拐点温度以上张力、弧垂计算的方法,并通过实例计算,分析研究绞合型碳纤维芯导线优越的弧垂特性。